(57)【要約】【課題】  レンズ焦点面に受光面を配置するため、受光面より前面への突起物が許容できない、液浸材からの保護、受光光量の減光のすべてを同時に満足すること。【解決手段】  保護と減光の手段を膜として受光面に形成し、従来センサ上部に構成されていた構造物を集約した。また貫通電極により電極を裏面から取り出すことでやはり受光面より前面の突起物を排除した。【選択図】  図１
2006245402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ受光面よりデバイス以外の突起物を有しないことを特徴とする受光センサユニット。
【請求項２】
受光面に形成した膜が水分に対する保護膜と受光波長における減光膜を有していることを特徴とする請求項１記載の受光センサユニット。
【請求項３】
受光面に形成した膜が水分に対する保護機能と受光波長における減光機能を同時に有していることを特徴とする請求項１記載の受光センサユニット。
【請求項４】
前記保護膜および減光膜がSiNであることを特徴とする請求項２記載の受光センサユニット。
【請求項５】
デバイスを貫通する電極構造により受光デバイスから光電変換した電気信号を取り出すことを特徴とする請求項１記載の受光センサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般には露光装置に係り、特にIC、LSIなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、CCDなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカにクスで用いる微細パターンの製造に用いられる露光装置に関する。本発明は、投影光学系の最終面と被処理体の表面間を液体に浸漬して露光をする液浸型露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子または液晶表示素子を製造する際に、レチクル又はマスクに描画された回路パターンを投影光学系によってウエハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、NAを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。近年では半導体素子の微細化への要請に伴い、解像度はより小さい値を要求されている。
【０００４】
投影光学系の高NA化の手法として現在注目されているのが液浸型の露光装置である（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
液浸露光とは投影光学系のウエハ側（像面側）の媒質を液体にすることによって高NA化を更に進めるものである。つまり、投影光学系のNAは媒質の屈折率をnとすると、NA=n・sinθであるので、投影光学系とウエハの間が空気である従来露光装置のNAは1を限界値としていた。そこで、投影光学系とウエハとの間の少なくとも一部を空気よりも屈折率が高い媒質（液体）で満たすことで、媒質の屈折率までは投影光学系のNAを拡大することが可能となる。これによりますます高まる解像度向上の要求に答える露光装置が提供できるようになる。
【０００６】
さらに露光装置を制御するには装置状態をモニターするために種々の物理量をモニターする必要がある。例えば、露光量や結像位置の確認などを例に考えると、これらの量は実際の投影光学系を透過してきた露光光をモニターすることで取得され、装置の制御に使われる。当然これらの量は液浸状態、つまり最大NA時の物理量をモニターできる能力がセンサーには要求される。
【０００７】
一方、液浸状態でない従来の露光装置をドライ露光装置と呼ぶことにする。従来のドライ露光装置において受光ユニットは図３に示すような断面構成であった。図において５１は受光デバイス、５２は電極、５３はワイヤーボンディングによるワイヤー、５４はセンサーケース（ユニット筐体を兼ねる場合もある）、５５は減光窓である。
【０００８】
受光デバイス５１はダイボンディング等によってセンサーケース５４に固定され、ケースを貫通する電極５２に対してワイヤー５３で結線している。センサーケース５４には減光窓５が配置され、受光デバイス５1のダイナミックレンジに合わせて入射する光量を調整している。前述のようなデバイスを受光デバイス５１の受光面が投影レンズの焦点位置と一致するように位置合わせをして、焦点位置での光量をモニターしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−３０３１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記従来技術には以下に述べるような問題点が存在した。
【００１０】
すなわち液浸露光装置においては投影レンズとウエハ間（センサーで光量をモニターする場合には投影レンズとセンサ間）が液浸材で満たされているため、センサユニットの表面に突起物等があると測定時にセンサが投影レンズの下にスムースに移動できない。既に説明したとおり、受光ユニットの受光面は投影レンズの焦点面に位置合わせする。したがって、受光面より突起が無いとは受光面より図中上方向には構造が存在してはならない。
【００１１】
また構造を無くしたとしても受光デバイスのダイナミックレンジで測定ができるような光量調整手段、受光デバイスからの変換された電気信号の取り出し手段、液浸材に対する保護手段を構成する必要がある。
【００１２】
すなわち本発明の課題は上記複数の機能を実質的に高さを抑えた構成により、同時に達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、上記目的を達成するために本出願に掛かる第一の発明は、センサ受光面よりデバイス以外の突起物を有しないことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために本出願に掛かる第二の発明は、受光デバイス表面に構成した膜が、水分に対するパッシベーション機能（保護機能）の膜と受光波長を減光する機能の膜とを有することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために本出願に掛かる第三の発明は、受光デバイス表面に構成した水分に対するパッシベーション機能（保護機能）と受光波長を減光する機能を単一の膜が有することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために本出願に掛かる第四の発明は上記パッシベーション膜および減光膜にSiNを用いたことを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために本出願に掛かる第五の発明は、受光デバイスの電気信号を貫通電極によって裏面より取り出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本出願に掛かる第一の発明によれば、センサ受光面よりデバイス以外の突起物を有しないことによって液浸材が存在する状態においてもスムースに受光ユニットの移動が可能になった。
【００１９】
本出願に掛かる第二の発明によれば、膜で機能を実現することで突起物をなくし、かつ液浸材からの保護と減光の機能を少ない構成で達成できた。
【００２０】
本出願に掛かる第三の発明によれば、膜で機能を実現することで突起物をなくし、かつパッシベーション性と減光特性を単一の膜が兼ね備えることで、よりコストダウンを図ることができた。
【００２１】
本出願に掛かる第四の発明によれば、半導体デバイス他でパッシベーション膜として広く使われているSiNを用いることで、安定した機能を実現することができた。
【００２２】
本出願に掛かる第五の発明によれば、貫通電極を用いることで受光デバイス表面側に突起物を無くすことができ、かつ電極配線を被覆するなどの工程も不要になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、１は受光デバイス、２は電極、３は減光膜、４は保護膜、５は貫通電極、６はパッケージの電極と同通を取るための電極パット、７は構造材、８はステージ表面、９はシール材、１０はセンサパッケージである。
【００２５】
受光デバイス１には貫通電極５が形成されて、受光デバイス１の裏面より二つの信号線が電極パット６を通じでパッケージ１０の電極２に接触している。受光デバイス１の表面には保護を担当する保護膜４と光量の調整を担当する減光膜３が構成されている。本実施例の説明では保護膜4が最表面に構成しているが、順番を入れ替えても良い。減光膜３と液浸材（不図示）との接触を嫌うのであれば、本説明図の順番に構成すると良い。また減光膜３は受光光を吸収するわけであるから入射する光のエネルギーによっては温度上昇が懸念される場合もあろう。減光膜３を最表面に構成する際のメリットとしては吸収による熱源を構造内部に持たなくても良い、冷却が期待されるなどが考えられる。
【００２６】
受光デバイス１のパッケージ１０は構造体７に固定され、特に液浸露光装置の場合は液浸材を投影レンズ下に保持するために高さを揃えたステージ表面８が存在する。やはり、センサユニット表面との間に隙間が存在すると液浸材が入り込むことも想定されるので、シール材９で封止されている。
【実施例２】
【００２７】
第二の実施例としては図２に示すものがある。図２に使われている記号で図１と異なるものは１１で、保護膜と減光膜の機能を兼ねた膜としてSiN膜を使っている。膜構成がシンプルで、製造工程も少なくできるため、コストダウン等で有利であった。本実施例ではステージ構造体に固定する際にシール材９を覆う形でセンサデバイスを大きくして搭載した。その結果、シール材９に直接受光光が照射されないため、特にエネルギー密度が高い露光光向けの受光センサユニットにおいてシール材９の劣化を抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一の実施形態を説明するための図。
【図２】本発明の第二の実施形態を説明するための図。
【図３】本発明の従来技術を説明するための図。
【符号の説明】
【００２９】
１  受光デバイス
２  電極
３  減光膜
４  保護膜
【図１】
2006245402.tif 000003
【図２】
2006245402.tif 000004
【図３】
2006245402.tif 000005